Modelización de cerámicas y transductores piezoeléctricos vibrando en espesor mediante matrices de transferencia

Abstract

En este trabajo presentamos la modelización de una cerámica piezoeléctrica vibrando en modo espesor empleando matrices de transferencia. La modelización completa del comportamiento vibratorio de un material piezoeléctrico es un problema complejo. Ello es debido principalmente al carácter tensorial de los esfuerzos junto a la anisotropía de los sólidos piezoeléctricos, tanto en sus propiedades elásticas como piezoeléctricas. Este es un problema recurrente en la docencia de Acústica y Ultrasonidos, Telecomunicaciones y sensores electrónicos. La modelización mediante matrices de transferencia proporciona un método simple pero preciso, pues captura los principales fenómenos físicos del problema electromecánico. En particular, la modelización presentada permite al estudiante por un lado obtener un modelo analítico del efecto piezoeléctrico y el estudio del sistema eléctrico-elástico, y por otro lado permite un elevado grado de libertad para modificar el diseño añadiendo capas de diferentes materiales y/o componentes electrónicos.